劉麗梅 劉建樂

基金項目：山西省教育廳教學改革創(chuàng)新項目“基于思創(chuàng)融合、協(xié)同育人的‘大氣遙感線上線下教學改革與實踐”（J20221235）；山西省陽泉市科技局項目“煤電控制區(qū)大氣超細顆粒物（PM1）中多環(huán)芳烴的表征識別與形成機理研究”（2022JH058）；山西工程技術(shù)學院高層次人才啟動項目“山西煤電污染控制區(qū)大氣超細顆粒物（PM1）中重金屬污染形態(tài)識別、遷移轉(zhuǎn)化機理研究”（2022QD-02）

第一作者簡介：劉麗梅（1980-），女，漢族，黑龍江哈爾濱人，博士，副教授，碩士研究生導師。研究方向為大氣污染防治與控制。

DOI：10.19980/j.CN23-1593/G4.2024.19.033

摘? 要：大氣污染控制工程課程是高校環(huán)境類專業(yè)課程體系中比較重要的組成部分，該課程的教學效果直接影響學生的專業(yè)水平?；诖耍瑢⒐こ探逃J證理念融入到課程教學的全過程，以學生學習成果為導向，將課程目標與畢業(yè)要求緊密結(jié)合，通過課程內(nèi)容的優(yōu)化設(shè)計、考核方式的改革等方面深入探討大氣污染控制工程課程教學改革，旨在為培養(yǎng)學生發(fā)現(xiàn)、分析、解決復雜工程問題的能力，進而為高校工程教育認證背景下的環(huán)境類課程教學改革和人才培養(yǎng)提供借鑒與參考。

關(guān)鍵詞：工程教育認證；環(huán)境；大氣污染控制工程；教學改革；過程考核

中圖分類號：G642? ? ?文獻標志碼：A? ? ? ? ? 文章編號：2096-000X（2024）19-0139-04

Abstract： The course Air Pollution Control Engineering is an important component of the curriculum system for environmental majors in universities， and the teaching effectiveness of this course directly affects students' professional level. Based on this， the concept of engineering education certification is integrated into the entire process of course teaching， guided by students' learning outcomes， closely combining course objectives with graduation requirements. Through the optimization design of course content and the reform of assessment methods， the teaching reform of the Air Pollution Control Engineering course is deeply explored， aiming to cultivate students' ability to discover， analyze， and solve complex engineering problems. Furthermore， it provides reference and inspiration for the teaching reform and talent cultivation of environmental courses in the context of engineering education certification in colleges and universities.

Keywords： engineering education certification; chemical environment; Air Pollution Control Engineering; reform in education; process assessment

大氣污染控制工程是高等學校環(huán)境類專業(yè)課程，主要闡述大氣污染控制工程的基本原理與基本方法，具有較強的理論性和實踐性，該門課程對于培養(yǎng)環(huán)境類專業(yè)學生的工程思維和實踐素養(yǎng)，以及分析和解決環(huán)境問題的能力至關(guān)重要，其教學內(nèi)容的深度、廣度及環(huán)保理念等直接影響著學生在知識、素養(yǎng)、能力方面的培養(yǎng)水準。為此，許多高校在教學內(nèi)容、教學方法、考核方式等方面開展了大氣污染控制工程課程的教學改革與探索研究。

基于學習成果為導向從教學內(nèi)容方面對大氣污染控制工程課程進行改革和探索[1-4]，該教學內(nèi)容偏向于能源動力類專業(yè)。以工程實例為主線，重構(gòu)理論、實踐等環(huán)節(jié)的教學內(nèi)容改革是基于應用型人才培養(yǎng)所開展的[5]。將大氣前沿知識補充到教學內(nèi)容中，充分調(diào)動學生學習的積極性和實踐能力的培養(yǎng)[6]。通過整合學科內(nèi)容，優(yōu)化內(nèi)容體系，調(diào)整教學模式，增加互動式教學、案例教學、專題小組討論教學等一系列改革措施[7]注重培養(yǎng)學生的創(chuàng)新性。在優(yōu)化課程理論教學體系[8]、豐富課堂教學方法與手段、創(chuàng)新實踐教學培養(yǎng)環(huán)節(jié)，以及拓展當前學科熱點與前沿內(nèi)容等方面進行探索與實踐，采用多媒體演示、互動式討論和案例教學相結(jié)合的方式有效地組織教學活動，突出應用技術(shù)和工程實踐在課程中的重要性，提高教學質(zhì)量，培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力。

結(jié)合課程公式繁瑣和學科前沿更新快等特點，對課堂教學模式進行的改革中提出了“與時俱進式”“歸納總結(jié)互動式”“考核方式多樣化”課堂教學模式[9-10]。課堂上采用“翻轉(zhuǎn)課堂”教學方法及“課程組”教學模式[11]，使理論、實驗與設(shè)計相輔相成，充分調(diào)動學生的積極性，兼顧培養(yǎng)學生解決實際工程應用的能力，從而達到提高課堂教學效果的作用。借助于雨課堂等線上資源進行線上線下教學相結(jié)合的教學方式，利于學生自主學習、獨立思考和專業(yè)創(chuàng)新能力的培養(yǎng)[12]。

綜上所述，圍繞教學內(nèi)容、教學方法、考核方式等開展的教學改革，是從課程本身調(diào)動學生學習的積極性，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力、解決實踐工程問題的能力。在工程教育認證的背景下對環(huán)境工程專業(yè)人才培養(yǎng)的理論課程體系和實踐課程體系開展了相關(guān)研究[13-15]，將大氣污染控制工程課程教學改革與工程教育認證相結(jié)合的研究[16]也開展了一些，采用項目化教學方法，案例式的教學模式將重視工程研究方法的應用于教學過程[17]中，使工程教育模式貫穿于工程教育的全過程。

鑒于工程教育認證是高校工科專業(yè)人才培養(yǎng)的未來發(fā)展趨勢，而將工程教育認證與大氣污染控制工程課程教學改革相結(jié)合的研究不是很多，在結(jié)合山西工程技術(shù)學院以培養(yǎng)應用型人才為目標的基礎(chǔ)上，開展基于工程教育認證的大氣污染控制工程課程教學改革，從課程教學的內(nèi)容、教學的模式、考核方式等進行研究，突出應用型人才的培養(yǎng)，最終服務于地方經(jīng)濟社會發(fā)展。根據(jù)本課程不同的知識結(jié)構(gòu)、難易程度及課程目標，采用案例式、翻轉(zhuǎn)課堂、主題討論、課程設(shè)計等混合式教學模式。借助于理論學習，學生能夠掌握大氣污染控制的基礎(chǔ)知識和方法等；通過本門課程的課程設(shè)計、實驗等實踐學習，學生能夠借助于大氣污染控制理論原理、方法、技術(shù)手段解決工程設(shè)計與環(huán)境污染問題；結(jié)合教師的科研項目開設(shè)的創(chuàng)新性實驗項目的訓練，學生創(chuàng)新意識得到加強，創(chuàng)新能力逐步提升；通過引入近年來大氣污染控制理論和技術(shù)前沿成果，引導學生學習前沿知識，拓展視野，提升專業(yè)認知度，以適應社會經(jīng)濟發(fā)展的能力?；诠こ探逃J證背景的大氣污染控制工程教學改革對于環(huán)境類專業(yè)而言是開啟工程教育認證的必經(jīng)之路，從而更有效地支撐人才培養(yǎng)目標的達成度，以人才培養(yǎng)目標和畢業(yè)出口要求為導向，使畢業(yè)生達到行業(yè)認可的既定質(zhì)量標準要求，旨在為所培養(yǎng)的人才進入工業(yè)界從業(yè)提供預備教育質(zhì)量保證，具有重要的現(xiàn)實意義及應用前景。

一? 圍繞工程教育認證畢業(yè)要求進行課程教學內(nèi)容設(shè)計

本課程主要支撐工程教育認證通用標準中的工程知識、問題分析、設(shè)計、職業(yè)規(guī)范四項畢業(yè)要求，圍繞這四項要求對大氣污染控制工程課程教學內(nèi)容進行了設(shè)計，具體如下。

本課程主要是讓學生掌握環(huán)境類的專業(yè)工程知識，涉及的主要工程知識調(diào)整為三大類：其一，影響大氣污染物擴散、傳輸?shù)臍庀笠蛩丶按髿馕廴疚餄舛饶Ｊ降墓浪惴椒ǎ黄涠?，燃燒過程中各種污染物的形成及計算方法；其三，顆粒物、硫氧化物、氮氧化物、揮發(fā)性有機化合物等大氣污染物的源頭削減和末端治理兩個方面，這一部分知識也是本課程的教學重點和難點。

為有效銜接與本門課程相關(guān)的環(huán)境工程原理、環(huán)境工程微生物學等專業(yè)基礎(chǔ)課，以及無機化學、分析化學等專業(yè)平臺課基本原理、基本理論，對先修課程中的相關(guān)理論、方法等知識進行回顧，比較分析各種理論的適用條件和方法的優(yōu)缺點等，引導學生將本課程的知識與之相結(jié)合，培養(yǎng)學生綜合運用所學數(shù)學、自然科學、工程基礎(chǔ)和專業(yè)知識研究分析工程問題，以獲得有效的解決方案。

通過本門課程培養(yǎng)學生在氣體除塵、脫硫、脫硝方面的工程設(shè)計能力，在講授污染物的治理理論與技術(shù)方法時，為學生布置相關(guān)的處理單元的設(shè)計題目，使學生具有工程設(shè)計和創(chuàng)新的意識。再結(jié)合大氣污染控制工程課程設(shè)計，通過大氣污染物治理工藝流程選擇與設(shè)計教學，結(jié)合虛擬仿真實驗項目，采用案例講解，引導學生選擇工藝流程、設(shè)備參數(shù)，認真進行設(shè)計，培養(yǎng)學生的工程設(shè)計能力和創(chuàng)新能力。

二? 工程教育認證在大氣污染控制工程中的應用

以工程教育認證人才培養(yǎng)目標及學習成果為導向，注重培養(yǎng)學生運用大氣污染控制工程的專業(yè)知識分析工程實踐中的復雜工程問題的能力，基于工程教育認證理念的大氣污染控制工程課程教學環(huán)節(jié)設(shè)計見表1。

在本門課程教學中有2次主題討論和2次翻轉(zhuǎn)課堂，主題討論和翻轉(zhuǎn)課堂均是以小組為單位，每一小組設(shè)有組長一名，各組成員在組長的帶領(lǐng)下，共同完成教師線上推送的討論、教學等任務，通過主題討論和翻轉(zhuǎn)課堂，培養(yǎng)學生團隊合作意識和能力。

選取城市機動車污染控制這部分內(nèi)容作為翻轉(zhuǎn)課堂內(nèi)容。將其細分為5個部分，對應5個小組學生。每個小組選出一名組長，在組長的帶領(lǐng)下分工協(xié)作，結(jié)合教材查閱資料，準備授課內(nèi)容PPT，正式上課前將準備好的PPT發(fā)給教師指導，根據(jù)教師的意見進行修改完善PPT；正式上課時各組派一名代表講授本小組承擔的授課內(nèi)容，其他同學根據(jù)授課代表所講授內(nèi)容指出講得出彩的地方及不足之處，并提出意見和建議。最后，授課老師進行總體點評，指出共性問題和各組的個性問題，并提出改進措施。表2為本次翻轉(zhuǎn)課堂各小組所承擔的授課內(nèi)容分工及講授點評意見建議。

三? 課程考核評價體系構(gòu)建

課程考核是檢驗教學效果的重要手段，檢驗學生對知識的掌握與應用能力。本課程的考核評價涵蓋過程學習、實驗成績和期末成績?nèi)齻€部分。末考成績占比由原來的70%調(diào)整為60%，主要是由期末的閉卷考試作為依據(jù)?？己嗽u價更加注重過程學習，其過程學習涵蓋課堂表現(xiàn)、主題討論、翻轉(zhuǎn)課堂、課后作業(yè)等，占總成績的20%，主要考察學生學習大氣污染控制工程課程階段性的學習效果。實驗成績占總成績的20%，主要考察實驗過程中學生實際動手能力、實驗數(shù)據(jù)處理能力，以及分析在實驗過程中出現(xiàn)問題的原因，探尋解決方案等能力。

四? 課程目標達成評價及持續(xù)改進

在學期末對本課程目標達成度進行評價，本課程目標達成情況評價采用下面公式。

學生單項課程目標的達成度=該項課程目標實際班級平均分/該項課程目標的額定分值×100%。

在本課程中過程性考核涵蓋考勤、作業(yè)、課堂表現(xiàn)，其占比分別為0.25、0.5、0.25?？记诳己藢W生到課情況；作業(yè)為平時作業(yè)，一般8～10次；課堂表現(xiàn)涵蓋主題討論、翻轉(zhuǎn)課堂、課上答題，其課堂表現(xiàn)由小組得分和個人課堂答題得分構(gòu)成。依據(jù)過程性考核中考勤、作業(yè)、課堂表現(xiàn)權(quán)重，計算課程目標在過程考核中的貢獻度。

末考試卷題型涵蓋選擇、填空、名詞解釋、簡答題和論述題，結(jié)合試卷中知識點與課程目標的對應關(guān)系，計算課程目標在末考成績中的貢獻度。

實驗考核是由實驗報告和實驗日志構(gòu)成，計算課程目標在實驗中的貢獻度，最終進行課程目標的達成度評價。

在本課程的教學過程中各評價環(huán)節(jié)根據(jù)具體情況采取了多樣化、個性化的考核手段，評價標準在授課環(huán)節(jié)中已明確并向?qū)W生公布，教學過程考核的評價嚴格按照標準完成。

對未達到預期課程目標從教學內(nèi)容、教學方法、教學模式、考核等多方面查找原因，并有針對性地提出改進措施，下次授課時注意之前存在的問題，在授課計劃中進行改進，并在授課前、授課中及課后做好改進，使改進措施得以落實。

五? 結(jié)束語

按照工程教育專業(yè)認證的理念，以人才培養(yǎng)為中心、堅持目標導向及持續(xù)改進，對大氣污染控制工程課程進行教學內(nèi)容與考核評價方法等改革。在教學過程中堅持學生的主體地位，激勵引導學生自主學習，以課程目標和畢業(yè)要求為導向，注重過程考核，培養(yǎng)學生發(fā)現(xiàn)、分析問題，并針對存在的問題提出解決方案的能力。同時，潛移默化地強化學生的社會責任感，遵守工程職業(yè)道德和規(guī)范，履行責任，成為可塑之才。后續(xù)結(jié)合更多案例繼續(xù)激發(fā)學生潛能，更好地培養(yǎng)學生解決復雜工程問題的能力。

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